Способ приготовления затравочного утфеля Советский патент 1991 года по МПК C13F1/02 

Изобретение относится к сахарной промышленности, в частности к получению затравочного утфеля, который используется при непрерывном уваривании утфеля первой ступени кристаллизации свеклосахарного производства.

Целью изобретения является повышение равномерности кристаллов в затравочном утфеле путем избирательного растворения наиболее мелких кристаллов желтого сахара.

На чертеже представлена технологическая схема процесса.

Желтый сахар II кристаллизации поступает в шнек 1 из центрифуг 2 непрерывного действия. Чекрез ряд форсунок 3 и 4, расположенных соответственно над шнеком 1 и смесителем 5, к желтому сахару прибавляют сироп.

Способ осуществляют следующим образом.

Затравочный утфель готовят путем смешивания желтого сахара II кристаллизации с сиропом, имеющим коэффициент недона- сыщения 0,85-0,90, при этом его добавляют

равномерно в течение всего процесса смешивания в шнек 1 и в смеситель 5 до получения утфеля с содержанием сухих веществ 85-88%

При этом в желтом сахаре растворяют наиболее мелкие фракции кристаллов и тем самым повышают равномерность оставшихся нерастворенными крупных фракций кристаллов, которые и составляют дисперсную фазу затравочного утфеля. Этот эффект избирательного растворения наиболее мелких фракций кристаллов сахара достигается тем, что сироп дня смешивания берут с концентрацией, близкой к концентрации насыщения (коэффициент недонасыщения 0,85-0,90), прибавляя его к желтому сахару равномерно в течение всего процесса смешивания, который ведут до получения затравочного утфеля с содержанием сухих веществ 85-88%.

Так как скорость растворения кристаллов в растворах, близких к состоянию насыщения, зависит от их линейных размеров, при смешивании желтого сахара с сиропом в первую очередь растворяются наиболее

(Л

о о

4 00

4 sj

мелкие кристаллы жел того сахара за счет их растворения сироп достигает состояния насыщения, и более крупные кристаллы, составляющие основную массу желтого сахара, уже не растворяются, а неравномер- ность совокупности оставшихся кристаллов уменьшается. Массовая доля кристаллов наиболее мелких фракций с линейными размерами 10-150 мкм в общей массе сахара ступени кристаллизации при обычном сред- нем коэффициенте неравномерности его 45% составляет 10-15%.

Каждый элементарный объем потока желтого сахара вначале лишь смачивается незначительным количеством сиропа, пода- ваемого через первую по пути передвижения потока форсунку, увлажняется им при перемешивании шнеком. Мелкие кристаллы растворяются быстрее крупных. Вследствие того, что концентрация сиропа близка к состоянию насыщения, для растворения крупных кристаллов в сиропе уже не остается свободного растворителя (воды), так как растворившиеся мелкие кристаллы повысили концентрацию сиропа для состояния на- сыщения. Достигнув следующей точки подвода сиропа, этот элементарный объем желтого сахара снова смачивается незначительным объемом сиропа, перемешивается с ним и снова достигает состояния насыще- ния за счет растворения наиболее мелких кристаллов сахара и т.д., до достижения требуемой концентрации и равномерности кристаллов затравочного утфеля. Расположением форсунок 3 и 4 достигается равно- мерное прибавление сиропа к желтому сахару на протяжении всего процесса смешивания.

Добавление к желтому сахару сиропа до содержания сухих веществ смеси 85-88% обеспечивает избирательное растворение наиболее мелких фракций кристаллов. При увеличении относительного количества сиропе, т.е. при содержании сухих веществ смеси менее 85%, в избыточном количестве сиропа растворятся не только мелкие, но и частично крупные фракции кристаллов сахара, и уменьшение неравномерности полидисперсной смеси кристаллов не достигнуто.

При содержании сухих веществ в затравочном утфеле более 88% (уменьшенном количестве сиропа для смешивания) избирательному растворению подвергнутся не все кристаллы мелких фракций желто- го сахара и повышение равномерности кристаллов также не будет достигнуто.

Пример 1. Сахар второй ступени кристаллизации имеет средний размер кристаллов 0,43 мм и коэффициент неравномерности кристаллов 45%, при доброкачественности 97,0% и массовой доле сухих веществ 98,5%. Сахар смешивают с сиропом, содержащим 71,6% сухих веществ доброкачественностью 88,0% при 50°С, т.е. имеющим при этих условиях коэффициент недонасыщения, равный 0,85. Общий расход сиропа составляет 101 кг на 100 кг сахара. При смешивании сиропа с сахаром происходит растворение наиболее мелких фракций кристаллов сахара, составляющих 15% общей его массы, концентрация сиропа увеличивается до 74,8% СВ, достигая состояния насыщения, а затравочный утфель - содержания сухих веществ 85,0%. В результате получают на каждые 100 кг сахара второй, ступени кристаллизации 201 кг затравочного утфеля с содержанием сухих веществ 85,0%, содержанием кристаллов 40,5%, со средним размером кристаллов 0,40 мм и коэффициентом неравномерности 32,0%.

Пример 2. Тот же сахар второй ступени кристаллизации смешивается с сиропом с содержанием сухих веществ 76,0% при 70°С, т е имеющим коэффициент недонасыщения 0,90 Расход сиропа составляет 89,0 кг на 100 кг сахара второй кристаллизации. При смешивании растворяется 9% от общей массы сахара кристаллов наиболее мелких фракций, концентрация сиропа увеличивается до 78,0% СВ, достигая состояния насыщения На выходе из смесителя получают на каждые 100 кг сахара второй кристаллизации 189 кг затравочного утфеля с содержанием сухих веществ 88,0%, содержанием кристаллов в нем 45%, средним линейным размером 0,41 мм и коэффициентом неравномерности 33,6%.

При уваривании утфеля в вакуум-аппарате происходит уменьшение значений коэффициента неравномерности кристаллов на 5-6 ед., поэтому использование затравочного утфеля с коэффициентом неравномерности кристаллов 32-34% обеспечит получение готового утфеля с коэффициентом неравномерности кристаллов менее 30% (среднедостижимые показатели в промышленных условиях составляют: для вакуум-аппаратов периодического действия 30-32%, для вакуум-аппаратов непрерывного действия 40-45%).

Пример 3, Тот же сахар промежуточной ступени кристаллизации смешивается с тем же сиропом с концентрацией, соответствующей коэффициенту недонасыщения 0,84, с содержанием сухих веществ 70,4% при 50°С. При смешивании в сиропе растворяется 19,6% от всего количества желтого сахара, сироп достигает состояния насыщения при концентрации 74,8%. Послесмеши- вания получают затравочный утфель с содержанием кристаллов 38,U%, средним линейным размером 0,38 мм и коэффициентом неравномерности 42,8%. Такой затравочный утфель непригоден для использования его для уваривания утфеля 1 кристаллизации вследствие повышенной неравномерности кристаллов в нем.

Пример 4. Тот же желтый сахар второй ступени кристаллизации смешивается с сиропом с концентрацией, соответствующей коэффициенту недонасыщения 0,91 с содержанием сухих веществ 77,2% при 70°С. При смешивании в сиропе растворяется 3,4% от общей массы сахара, концентрация сиропа увеличивается до 78,0% СВ, достигая состояния насыщения. На выходе из смесителя получают затравочный утфель с содержанием кристаллов в нем 47.8%, средним линейным размером кристаллов 0,42 мм и коэффициентом неравномерности 42,3%. Такой затравочный утфель также непригоден для использования его при уваривании утфеля I кристаллизации.

Пример 5. Тот же желтый сахар второй ступени кристаллизации смешивается с сиропом концентрацией, соответствующей коэффициенту недонасыщения 0,85, с содержанием сухих веществ 71,6% при 50°С. Расход сиропа составляет 103 кг на 100 кг желтого сахара, в результате чего после смешивания получают затравочный утфель с содержанием сухих веществ 84,9%. В этом затравочном утфеле, содер- жащем 39,7% кристаллов со средним линейным размером 0,37 мм, коэффициент неравномерности кристаллов составит

0 5

0 5

42,3%, т е. такой затравочный утфель также непригоден для использования его в качестве кристаллической основы при уваривании утфеля 1 кристаллизации.

Пример 6. Тот же желтый сахар

второй ступени кристаллизации смешивается с сиропом с концентрацией, соответствующей коэффициенту недонасыщения 0,90, с содержанием сухих веществ 76,0% при

0 70°С, но смеш-ивание ведут до содержания сухих веществ в затравочном утфеле равном 88,1%. Расход сиропа при этом составит 85 кг на 100 кг желтого сахара. При смешивании растворится 7% от общей мас5 сы кристаллов наиболее мелких фракций, а полученный затравочный утфель содержит 46,3% кристаллов со средним линейным размером 0,42 мм и коэффициентом неравномерности 42,2%. Затравочный утфель с таким гранулометрическим составом кристаллов также непригоден для дальнейшего использования, так как не обеспечит достижения требуемой равномерности кристаллов в готовом утфеле 1 кристаллизации. Формула изобретения Способ приготовления затравочного утфеля, предусматривающий смешивание желтого сахара второй ступени кристаллизации с сиропом, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности кристаллов в затравочном утфеле путем избирательного растворения наиболее мелких кристаллов желтого сахара, используют сироп с коэффициентом недонасыщения 0,85- 0,90, при этом его добавляют равномерно в течение всего процесса смешивания до получения затравочного утфеля с содержанием сухих веществ 85-88%.

Изобретение относится к исходной промышленности и может быть использовано при непрерывном уваривании утфеля 1 кристаллизации. Целью изобретения является повышение равномерности кристаллов в затравочном утфеле. Способ включает смешивание желтого сахара II кристаллизации с сиропом, имеющим коэффициент недонасыщения 0,85 - 0,90. Сироп добавляют в течение всего процесса смешивания до получения затравочного утфеля с содержанием сухих веществ 85 - 88%. 1 ил.

1.

1

V

7